手術機器人：醫療科技的高壁壘風口

近期，中國人民解放軍聯勤保障部隊第九二〇醫院骨科的一臺手術機器人，在醫護團隊的輔助下，為一名患者置換了膝關節。

 

之所以采用手術機器人的方式，是因為患者雙膝關節疼痛6年，疼痛難忍，久治不愈。主治醫師經過一系列全面專業的病情評估分析后，決定采用首臺國產膝關節置換手術機器人為患者置換膝關節。整個置換膝關節流程僅用時一個小時。

 

這是當前醫療服務中應用手術機器人來解決較為復雜手術的一個縮影。同醫生主刀相比，手術機器人擁有著超越人類極限的精準性，它能夠使手術視野放大10倍以上，借助機械手臂360°旋轉在手術時無死角診療，特別是血管的縫合、精細管腔的吻合、非常狹窄腔隙的操作，傳統手術難以解決的難題迎刃而解。憑借超高的效率與精準性，手術機器人也逐步走入更多的醫院。

 

一個令人稍稍遺憾的事實是，手術機器人在國內的發展還處于起步階段，多數醫院采用的是來自美國企業直覺外科公司（Intuitive Surgical）的拳頭產品——達芬奇手術機器人，其價格一覽眾山小。國內引進達芬奇手術機器人需要承擔幾乎全球最高的售價——約2000萬元。

 

國內手術機器人起步較晚，但發展態勢強勁，是當前醫療領域內的高壁壘風口。

 

令人稱奇的效率 令人驚嘆的成本

 

從定義上來看，手術機器人是集醫學、機械學、生物力學及計算機科學等多學科于一體的醫療器械產品，借助微創手術和相關底層技術發展，能從視覺、聽覺和觸覺上為醫生進行手術操作提供支持，被用于高于人類能力的微創手術領域實現對手術器械的精準控制。

 

這意味著，手術機器人的本質是輔助醫師進行手術，為醫生提供支持，無法完全替代醫生的作用，且其操作上限取決于醫生的實際水平。大幅應用手術機器人不會降低醫生的從業水平，反而對后者提出了更高的要求。

 

以手術類別中較為復雜的骨科手術為例，骨科手術機器人并不是人形，主要由機械臂、影像系統和計算機導航系統三部分組成，應用于脊柱、膝關節和髖關節等假體置換和修復手術。

 

在實際手術過程中，機器人輔助骨科手術是根據術前影像學數據制定手術計劃，由醫生確定計劃，機械臂輔助醫生在術中予以實施。在計算機導航術中定位和追蹤系統的幫助下，機械臂比人手定位更加準確穩定，可精確至1毫米以下,大大提高手術的精確性和可重復性。

 

在本文開頭的案例中，一臺操作性相對較高的關節置換手術，僅用時1個小時即可完成，其效率可見一斑。

 

除了輔助經驗豐富的老醫師之外，一個優秀的手術機器人還能承載起“薪火相傳”的使命。

 

醫院將過往醫師進行手術的相關資料進行匯總歸納，讓手術機器人來深度學習，對每一臺手術的流程、關鍵節點與重要操作步驟進行分析、識別，掌握每一個細節的要點和關鍵，掌握之后，可以將這些知識點系統性的傳遞給年輕醫師，新老一代的手術機器人使用者通過操作機器人，完成手術經驗上的傳承。同時，深度學習程度越高，手術機器人這一“機械助手”將越來越稱職。

 

效率之下，是手術機器人令人為之驚嘆的成本。

 

醫院首先面臨的成本是采購，達芬奇機器人國內定價超過2000萬元，光是采購成本就不是一般的醫院所能承受，只有區域中心級醫院或一線城市頂級醫院有所配備。

 

采購之外，手術機器人并不是一個可以多次使用的醫療器械，需要經常更換的是機械臂，因機械臂決定著微創精度，約10臺手術便需要更換機械臂，而更換一條機械臂的價格約在10萬元左右。

 

在患者使用層面，成本也是繞不過去的坎。據報道，患者使用手術機器人，需要承擔約3萬元的“開機費”，且這一費用并非包含在醫保范圍之內，無法報銷。

 

手術機器人超高的效率與使用優勢值得肯定，但當前格局下的使用價格卻令大多數病人望而卻步，故而手術機器人多應用于風險較高、過程較復雜、難度較大的三級、四級手術中，如婦科腹腔鏡下子宮切除術（四級）、復雜卵巢癌根治術（四級）；泌尿外科中的前列腺癌根治術（四級）；骨科中的特殊類型人工主髖置換術（四級）和人工全膝關節置換術（四級）。

 

2021年4月，上海市醫保部門將“達芬奇手術機器人”等28個醫療新技術、新項目納入了本市醫保支付范圍，切實減輕市民群眾使用新技術、新項目的醫療費用負擔。首批進入“達芬奇手術機器人”醫保報銷范圍有前列腺癌根治術、腎部分切除術、子宮全切術和直腸癌根治術4種手術。今后上海市還將根據患者臨床需求、醫?；鸬某惺苣芰Φ纫蛩?，逐步擴大可報銷的手術范圍。

 

多個省市也在逐步放寬報銷范圍，隨著政策補充與技術發展，手術機器人費用完全納入醫保也在逐步綻放曙光。

 

起步階段、潛力巨大的國產手術機器人市場

 

無法忽視，手術機器人作為高精尖的醫療器械，其技術壁壘極高。

 

一臺成熟的手術機器人是集醫學、生物力學、機械學、機械力學、材料學、計算機圖形學、計算機視覺、數學分析、機器人等諸多學科為一體的新型交叉研究領域，是一個包括材料，光電技術，視覺成像、算法、機械控制、耗材設計等的系統集成的產品，這使得很多技術上仍然不夠成熟，精細操作的一些新機理和新構型還有比如柔性控制、剛柔轉換、多信息集成以及可視化和傳感，針對柔性的多項介質的液體、軟組織以及所帶來的精準感控等問題都亟待完善與細化。

 

故而在競爭中，部分公司采取專精于某一科室的手術機器人。

 

達芬奇手術機器人在應用范圍、使用效率上執天下牛耳，可適用于普外科、泌尿科、心血管外科、胸外科、婦科、五官科、小兒外科等。在其他領域內，各國競爭各有千秋：德國與日本的外骨骼機器人領域處于領先，法國的Medtech 公司專精于神經外科和骨科機器人領域。

 

相較而言，國內手術機器人的發展還處于起步階段，但呈現奮起直追的態勢。

 

據智慧芽統計，我國關于手術機器人的專利共有7248條。趨勢上來看，近十年專利申請數量持續保持全球第一，近三年專利申請數量出現大幅躍升。2020年全年中國手術機器人專利申請1040條，美國僅132條。

 
企業上來看，國產手術機器人企業比如北京天智航、華志微創、柏惠維康等，旗下的手術機器人都獲得了CFDA認證。

 

這一領域內的投融資如火如荼。

 

跨領域進入醫療機器人行業的企業正不斷加多，內部和外部投資同時增加，相關數據顯示，2020年國內創新醫療器械私募融資事件合計約293起，全年私募融資交易較2019年實現了超30%的增長。其中醫療機器人領域累計融資超過30起，位居第二，融資額超43億。

 

手術機器人的市場規模也在保持著躍升狀態。

 

據西南證券統計，2015~2020年，中國手術機器人市場規模從0.93億美元增加到4.25億美元（約27.6億元），復合增速35.7%，預計到2026年將達到38.4億美元（約250億元），復合增速44.3%；占全球市場份額從2020年的5.1%提升到11.4%。

 

應用層面，2016年，由北京積水潭醫院、北京航空航天大學、天智航公司和中科院等多家機構聯合開發的“天璣”骨科手術機器人，拿到了正式的臨床許可，這個全球唯一的骨全科機器人，也是純正的中國制造。

 

2019年，中國工程院院士、北京積水潭醫院首席科學家、北京積水潭醫院原院長田偉在5G環境下，與河北張家口市、新疆克拉瑪依市，天津市分別進行了遠程骨科手術，在天璣骨科手術機器人的輔助下，沒有任何時間延遲，手術獲得圓滿成功。

 

隨著中國老齡化人口的增加，手術機器人正面應對“手術精準性”需求，同時與國外仍有差距的技術基礎在迎頭追趕，政策支持與市場需求雙輪驅動下，市場規模在逐步攀升，達芬奇手術機器人所創造的神話終有一天會被打破。

來源 | 零壹財經

作者 | 沈拙言